【摘 要】
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当船体受到海风、海浪等海洋扰动的作用时,会影响到舰船上的雷达、卫星通信系统等设备的稳定性,船载稳定平台能够隔离载体扰动,保证平台上的设备相对惯性坐标系稳定。本课题
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当船体受到海风、海浪等海洋扰动的作用时,会影响到舰船上的雷达、卫星通信系统等设备的稳定性,船载稳定平台能够隔离载体扰动,保证平台上的设备相对惯性坐标系稳定。本课题以两轴船载稳定平台为对象,针对稳定平台的控制系统展开了设计与研究。首先,对稳定平台系统的总体设计进行了介绍。从理论上分析了两轴稳定平台的稳定原理,对系统的组成进行了详细论述;设计了基于速度内环和位置外环的双闭环控制结构,并针对船载稳定平台的特点和传统PID控制算法的局限性,设计了模糊自适应PID控制算法。其次,根据系统的总体设计方案,对系统的各组成部分建立了数学模型,并运用MATLAB软件对系统数学模型进行了仿真。通过对系统校正前和校正后仿真结果的对比分析,验证了控制算法的有效性。在系统总体设计和数学模型仿真分析的基础之上,从软硬件两方面对系统的工程实现进行了详细介绍。设计了基于MEMS惯性器件的姿态检测单元电路和直流力矩电机驱动电路;编写了基于Lab VIEW软件环境的系统控制程序,实现了友好的人机交互界面,并可以对系统参数和数据在线实时显示。最后,对控制系统进行了实验测试。利用本文所设计的模拟海浪运动实验装置,对稳定平台控制系统进行了稳态误差、动态性能及稳定精度等主要参数的测试。测试结果表明,稳定平台控制系统的各项技术指标满足使用要求;在外部干扰情况下,航向轴稳定精度≤1.5°,俯仰轴稳定精度≤1.0°。
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